[发明专利]一种基于多目标演化算法设计的双频段Wi-Fi天线

说明书

本发明公开了一种基于多目标演化算法设计的双频段Wi‑Fi天线，在2.3～2.5GHz和4.9～5.9GHz均有低于2的电压驻波比(VSWR)，所述双频段Wi‑Fi天线以椭圆槽微带贴片天线为模型。本发明与以往一般的天线设计方法不同，将两个频段的VSWR单独作为演化算法的目标，设计出高性能的双频段天线，结构简单，无需复杂的制作工艺。

技术领域

本发明涉及无线技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于多目标演化算法设计的双频段Wi-Fi天线。

背景技术

无线通信在各个领域起着越来越重要的作用，天线作为无线通信的核心部件，其设计要求也呈现出高标准、多样化的特点。以前的天线设计，以人工为主、仿真软件为辅，依赖工程师的经验，设计周期长，效率低，调整起来困难，已经不再适应当前的需求。演化算法由于其本身的智能性，展现出求解天线优化问题的突出能力。除此之外，之前也有采用演化算法设计天线的例子，但目标相对单一；且在Wi-Fi天线设计中，大多数只在一个频段进行性能优化。例如Elliptical Slot Microstrip Patch Antenna Design Based on aDynamic Constrained Multiobjective Optimization Evolutionary Algorithm中提到的椭圆槽微带贴片天线，只是在一个频段内优化，有效带宽仅为200MHz。但类似结构的天线如果通过若干目标的演化算法进行双频段优化，其性能会得到很大提高。

同时，在如今的实际应用中，双频Wi-Fi设备的优越性已逐渐突出，其具备更强更稳定的Wi-Fi无线信号，更高速的传输速度，并且可以让无线设备更省电，满足大数据无线传输需求。但目前的双频设备大多通过两种工作频段的天线来实现，这导致制造成本和能耗成本的增加。所以，高效、智能的双频段天线设计方案十分具有实际价值。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于多目标演化算法设计的双频段Wi-Fi天线，结构简单，无需复杂的制作工艺。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于多目标演化算法设计的双频段Wi-Fi天线，在2.3～2.5GHz和4.9～5.9GHz均有低于2的电压驻波比(VSWR)；

所述双频段Wi-Fi天线以椭圆槽微带贴片天线为模型，椭圆槽微带贴片天线包括方形基板以及方形基板正面的椭圆形辐射贴片、方形基板背面的接地板，接地板上具有椭圆槽，馈电线设置于方形基板正面，与辐射贴片连接；

将两个频段的电压驻波比同时作为优化的目标及约束条件；

min f1(x)＝VSWRmax(x)

min f2(x)＝L1(x)

st:gd1(x)＝d1(x)–L1(x)/2≤0

gd3(x)＝d3(x)–L1(x)/2≤0

gVSWR(x)＝VSWRmax(x)-2≤0

x＝(d1,d3,R,fw,y1,y2,L1)

l＝(10,0,0.6,1,-2.8,-2.8,15)

u＝(14,14,0.8,3,2.8,2.8,45)

X＝{x|l≤x≤u}

其中，VSWRmax(x)为一个频段中的VSWR最大值，x为决策向量，d1为位于椭圆槽微带贴片天线正面的辐射贴片的长轴长度，d3为位于椭圆槽微带贴片天线背面的椭圆槽的长轴长度，y1为位于正面的辐射贴片的椭圆的圆心在y轴向的数值，y2为位于反面的椭圆槽的圆心在y轴向的数值，R为椭圆形辐射贴片与椭圆槽的椭圆轴比，L1为方形基板的边长，fw为馈电线的宽度。